UIC 615-4 动力转向架结构强度试验方法【中文】
CRH380B型动车组非动力转向架构架有限元分析
CRH380B型动车组非动力转向架构架有限元分析作者：李云鹏王斌来源：《甘肃科技纵横》2020年第11期摘要：隨着我国经济的快速发展，客货运输量一直在攀升，为满足需求，列车速度也一直在提升。
2007年4月铁路第六次大提速，开始投入使用自有品牌CRH系列高速列车，标志着我国铁路正式进入高速铁路时代，并探索了中国高速铁路的技术。
经过十多年发展，我国动车组技术已经达到世界领先水平，动车组技术涉及学科相当广泛，而转向架又是动车组技术的关键，所以高速动车组转向架构架是目前动车组技术研究的重要方向。
本论述主要以我国已在线运行的CRH380B型动车组非动力转向架构架为研究对象，对其转向架构架完成三维实体建模，根据国际铁路联盟UIC515—4和UIC510—5对其进行有限元分析，对所得数据进行分析，结构进行优化。
关键词：转向架构架;静强度;有限元中图分类号：U270.33 文献标志码：A1研究背景随着我国经济的快速发展，为满足客运、货物运输需求，从1997年开始至2007年，我国铁路经历了六次大提速。
2007年4月我国铁路第六次提速后，开始投入使用自有品牌CRH系列高速列车，标志着我国铁路正式进入高速铁路时代，并探索了中国高速铁路的技术。
2004年1月国务院常务会议讨论通过《中长期铁路网规划》，“十二五”期间大力推动了我国的铁路建设，现已基本投入使用。
其“四纵四横”客用专线和三个城际客用系统也奠定了我国高速铁路的发展，推动我国正式进入高铁时代，并为我国成为铁路强国打下基础。
CRH系列动车组是衔接我国普通铁路领域的快速列车，前期是由我国企业和多家国外企业通过技术合作生产的，后期CRH380系列和中国标准动车组等，均是由我国通过吸收、消化国外先进技术和自主创新新技术，由中国中车集团自主生产。
2015年6月在俄国第二大城市圣彼得堡，我国中铁二院工程集团顺利签订俄罗斯首条高铁规划设计合同，并正式签署了合同，成为我国高铁开拓国际市场的第一单。
动车组转向架强度计算与分析
有限元模型 真实系统—轴箱座 真实系统—轴箱座
单元、 单元、节点
有限元方法分析的一般步骤与应用领域
(1)一般步骤 一般步骤
几何建模： 几何建模：点、线、 面、体 FEA建模 建模： FEA建模：设定单元类型 材料类型、 、 材料类型 、 网格划分 位移约束、 、位移约束、载荷 根据各学科理论的基 本变量、 方程， 本变量 、 方程 ， 通过有 限元法， 限元法 ， 进行结构静力 分析、 振动分析、 热传 分析 、 振动分析 、 导、电磁场分析等等
种类
z z 垂向载荷： 转向架一侧的基本垂向载荷； 垂向载荷： Fz=转向架一侧的基本垂向载荷； 0 α β 横向载荷： 为一台转向架的质量； 横向载荷： 2 FY=0.(1+α-β)0Fz5Mbg）(1-α-β) Fz 5（Fz+ . ，α bβ M 为一台转向架的质量； 0 3 +FY 0 (1+α-β) Fz (1-α β α β 斜对称载荷： 按轨道最大扭曲量5 α-β) Fz 考虑； 斜对称载荷：Fn=按轨道最大扭曲量5‰考虑； 考虑 模 系数a：表示车体在曲线上滚摆运动引起的垂直载荷的动态变化； 系数a 表示车体在曲线上滚摆运动引起的垂直载荷的动态变化； 4 0 0 (1+α+β) Fz (1-α+β) Fz α β α β 系数b 表示车体浮沉运动引起的垂直载荷的动态变化。 系数b：表示车体浮沉运动引起的垂直载荷的动态变化。 5 +F 0 (1+α+β) F (1-α+β) F α β α β
有限元方法分析的一般步骤与应用领域
战斗机： 战斗机：280万单元
超音速飞行压力分布
船舶行业：船舶水面航行，升力/ 船舶行业：船舶水面航行，升力 浮力/阻力 速度…… 阻力/速度 浮力 阻力 速度……
UIC615-4-2003_20OR_20 转向架构架结构强度试验规程
UIC标准615-4 2003年2月第2版OR 翻译移动动力装置——转向架和走行装置——转向架构架结构强度试验国际铁路联盟本活页所属卷类：第Ⅴ——铁道车辆第Ⅵ——牵引第Ⅷ——技术要求应用从1994年1月1日起在国际铁路联盟所有成员中正式生效更新记录1994年1月第1版第1次发布2003年2月第2版在佛莱姆马克重新印刷·该活页责任人姓名已写入该UIC规程中。
目录概述 (1)1. 导言 (2)2. 一般条件 (3)3. 施加有特殊载荷的静态试验 (4)3.1 施加负载定义 (4)3.2 试验程序和获得的结果 (4)4. 模拟工作中主要负载的静态试验 (5)4.1 施加负载定义 (5)4.2 试验程序 (5)4.3 获得的结果 (6)5. 模拟工作中特殊负载的静态试验 (7)5.1 施加负载的定义 (7)5.2 试验程序 (8)5.3得到的结果 (8)6. 疲劳试验 (9)6.1 试验条件 (9)6.2 施加负载的定义 (9)6.3 试验程序 (9)6.4 获得的结果 (11)7. 疲劳强度的评估 (12)附录A 静态试验时所加力示意图 (13)附录B 疲劳试验时所施加力相对时间变化示意图 (14)附录C 疲劳试验阶段的定义 (15)文献目录 (16)本活页是对电动转向架进行技术评审的一个组成部分。
它介绍了为了鉴定转向架构架承受工作负载能力而作的各种试验。
1. 导言本活页是一系列关于到电动转向架进行技术审查方面的规定之一。
它还包括了UIC活页615-0，615-1，615-3，615-4和615-5（参见原文16文献目录）。
它介绍了鉴定转向架构架承受工作负载能力用的各种试验台试验。
要进行以下4组试验：- 静态试验，采用特殊负载这些试验是用来评价在几种最大工作负载联合作用下，转向架构架会不会产生永久变形。
- 模拟工作时主要负载的静态试验这些试验是用来评价在几种主要工作负载联合作用下，（垂直和横向力，线路扭曲作用）转向架会不会产生永久性疲劳裂纹。
UIC615-4-2003_20OR_20 转向架构架结构强度试验规程
UIC标准615-4 2003年2月第2版OR 翻译移动动力装置——转向架和走行装置——转向架构架结构强度试验国际铁路联盟本活页所属卷类：第Ⅴ——铁道车辆第Ⅵ——牵引第Ⅷ——技术要求应用从1994年1月1日起在国际铁路联盟所有成员中正式生效更新记录1994年1月第1版第1次发布2003年2月第2版在佛莱姆马克重新印刷·该活页责任人姓名已写入该UIC规程中。
目录概述 (1)1. 导言 (2)2. 一般条件 (3)3. 施加有特殊载荷的静态试验 (4)3.1 施加负载定义 (4)3.2 试验程序和获得的结果 (4)4. 模拟工作中主要负载的静态试验 (5)4.1 施加负载定义 (5)4.2 试验程序 (5)4.3 获得的结果 (6)5. 模拟工作中特殊负载的静态试验 (7)5.1 施加负载的定义 (7)5.2 试验程序 (8)5.3得到的结果 (8)6. 疲劳试验 (9)6.1 试验条件 (9)6.2 施加负载的定义 (9)6.3 试验程序 (9)6.4 获得的结果 (11)7. 疲劳强度的评估 (12)附录A 静态试验时所加力示意图 (13)附录B 疲劳试验时所施加力相对时间变化示意图 (14)附录C 疲劳试验阶段的定义 (15)文献目录 (16)本活页是对电动转向架进行技术评审的一个组成部分。
它介绍了为了鉴定转向架构架承受工作负载能力而作的各种试验。
1. 导言本活页是一系列关于到电动转向架进行技术审查方面的规定之一。
它还包括了UIC活页615-0，615-1，615-3，615-4和615-5（参见原文16文献目录）。
它介绍了鉴定转向架构架承受工作负载能力用的各种试验台试验。
要进行以下4组试验：- 静态试验，采用特殊负载这些试验是用来评价在几种最大工作负载联合作用下，转向架构架会不会产生永久变形。
- 模拟工作时主要负载的静态试验这些试验是用来评价在几种主要工作负载联合作用下，（垂直和横向力，线路扭曲作用）转向架会不会产生永久性疲劳裂纹。
基于DVS1612标准的轨道车辆转向架构架疲劳强度评估
基于DVS1612标准的轨道车辆转向架构架疲劳强度评估李云召;李欧阳【摘要】采用DVS1612标准对轨道车辆转向架构架的焊缝疲劳强度进行评估,评估结果显示该焊缝的疲劳强度安全余量较大.同时,也说明该焊缝的原结构设计较保守,构架的结构轻量化设计仍有较大的空间.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2017(024)011【总页数】2页(P37-38)【关键词】疲劳强度;转向架构架;焊缝类型【作者】李云召;李欧阳【作者单位】湖南铁道职业技术学院,湖南株洲412001;湖南铁道职业技术学院,湖南株洲412001【正文语种】中文轨道车辆的转向架构架是车辆驱动、制动、轮对等关键部件的安装基础，并承载和传递实际运行过程中的垂向、纵向和横向的各种交变载荷，疲劳破坏是其主要的失效形式。
因此,开展对轨道车辆走行部转向架构架焊接结构的焊缝疲劳评估具有重要意义[1]。
1.1 评估方法根据相关标准如《UIC615-4 动力转向架构架强度试验》[2]的规定，对转向架构架在多种工况载荷下强度计算，计算出主要运营工况中应力较大的点的平均应力σm和应力幅值σa，并将各节点平均应力和应力幅描入到Goodman图中。
依据Goodman疲劳极限图，母材上的节点要落在母材疲劳极限图内，对接焊缝上的节点要落在对接焊缝疲劳极限图内，其他焊缝上的节点要落在其他焊缝疲劳极限图内。
1.2 存在的问题B12/RP17报告给出的Goodman疲劳极限图对转向架构架的焊接结构仅定义了3类评估曲线，母材、对接焊缝和其他焊缝。
评估较保守，不能满足转向架构架结构轻量化的需要。
2.1 标准介绍德国焊接学会的DVS1612《铁路车辆钢结构焊接接头设计与疲劳强度评估》标准认为沿焊缝方向的正应力、垂直于焊缝方向的正应力及沿焊缝方向的剪应力对焊缝的疲劳破坏起决定作用[3]。
DVS1612标准评估曲线最多有11种，母材正应力的疲劳特性为2级，焊缝正应力的疲劳特性分为9个等级。
CRH3型动车组拖车转向架三维实体设计
CRH3型动车组拖车转向架三维实体设计1目录1.绪论 ..................................................................... . (3)1.1国内外动车组的发展概况 ..................................................................... (3)1.1.1德国高速铁路概况 ..................................................................... . (3)1.1.2日本动车组概况 ..................................................................... .. (3)1.1.3法国高速铁路概况 ..................................................................... . (4)1.1.4我国动车组发展概况 ..................................................................... (4)1.2本论文主要研究工作 .................................................................................................. 5 2.转向架 ..................................................................... . (7)2.1转向架基本知识 ..................................................................... . (7)2.2转向架的组成、任务和分类 ..................................................................... .. (7)2.2.1任务 ..................................................................... . (7)2.2.2组成及各部件的作用 ..................................................................... (8)2.2.3转向架的主要技术要求 ..................................................................... .. (8)2.2.4转向架分类 ..................................................................... .................................. 9 3.CRH3型动车组转向架 ..................................................................... .. (11)3.1转向架设计思想 ..................................................................... .. (11)3.2转向架结构概述 ..................................................................... .. (11)3.2.1 转向架主要技术参数 ..................................................................... (12)3.3转向架零件的三维实体设计 ..................................................................... (13)3.3.1 轮对 ..................................................................... . (13)3.3.2 转向架构架 ..................................................................... . (20)3.3.3轴箱 ..................................................................... .. (23)3.3.4一系悬挂轴箱定位装置 ..................................................................... (24)3.3.5中央弹簧悬挂装置 ..................................................................... .. (26)3.3.6基础制动装置 ..................................................................... . (28)3.4虚拟装配 ..................................................................... ............................................... 29 4.构架的静强度评价 ..................................................................... (33)4.1有限元算法基本原理 ..................................................................... (33)4.2使用UIC615-4标准对构架进行静强度评价 (36)4.2.1有限元模型的建立 ..................................................................... .. (36)4.2.2计算载荷 ..................................................................... (37)4.2.3边界条件的确定 ..................................................................... (39)4.2.4计算结构分析及评价 ..................................................................... ................ 39 结论 ..................................................................... (43)致谢 ..................................................................... (44)参考文献 ..................................................................... . (45)21.绪论1.1国内外动车组的发展概况世界变化日新月异，铁路科技事业也正在飞速的向前发展，特别是高速铁路的发展给世界带来的巨大的经济效益。
HX_D2型交流传动重载货运电力机车转向架
附属装置主要有排石器和撒砂装配、轮缘润滑装 置等。
HXD2 机车吸收了国外先进的油气润滑技术,油气
在喷射过程中能够使润滑剂形成精细涂层，涂层的厚 度小，能够将润滑剂有效地附着到润滑部位。
4 性能评估
2007 年，委托铁道部产品质量监督检验中心机车 车辆检验站，对装有该转向架的HXD20001 号机车在北 京环形铁道试验基地、京秦线、大秦线、北同蒲线和大 同电力机车有限责任公司完成了全部的试验项目。与 转向架相关的试验情况如下：
转向架构架强度试验标准对比.
文章编号：１００２－７６０２（２０１１）０９－００１２－０６转向架构架强度试验标准对比刘德刚１，刘宏友２，李庆升１（１．南车青岛四方机车车辆股份有限公司国家工程实验室，山东青岛２６６１１１；２．青岛四方车辆研究所有限公司技术研究部，山东青岛２６６０３１）摘要：从试验内容、试验载荷、试验工况组合和试验结果评定等方面对比了ＵＩＣ、ＥＮ和ＪＩＳ关于转向架构架强度试验的标准，并针对我国进行转向架构架强度试验给出了一些建议。
关键词：构架；静强度试验；疲劳试验；ＵＩＣ５１５；ＵＩＣ６１５；ＥＮ１３７４９；对比中图分类号：Ｕ２７０．３３１＋．８文献标识码：Ｂ转向架构架是车辆系统上一个至关重要的承载部件，疲劳破坏是其主要的失效形式，抗疲劳强度设计是转向架的设计重点。
针对构架的静强度和疲劳强度，国外高速铁路发达国家有设计规范和试验规范，用以指导构架的设计和生产，保障其强度特别是疲劳强度的可靠性。
我国铁路经过６次大规模提速，车辆运行速度有了大规模的提高，转向架构架承受的动态载荷越来越剧烈，其疲劳可靠性是摆在每位从事铁道车辆疲劳强度研究人员面前的一个重要课题。
作为其疲劳强度研究的一个重要方面，本文将对国外高速铁路发达国家的试验标准进行对比研究。
这些标准包括：ＵＩＣ５１５—４—１９９３《铁路客车—拖车转向架—传动齿轮转向架构架结构强度试验》（以下称ＵＩＣ５１５—４）；ＵＩＣ６１５—４—２００３《动力单元—转向架和走行装置—转向架构架的结构强度试验》（以下称ＵＩＣ６１５—４）；ＥＮ１３７４９—２００５《铁路应用—转向架结构要求的规定方法》（以下称ＥＮ１３７４９）；ＪＩＳＥ４２０７—２００４《铁路车辆—转向架—转向架构架设计通则》（以下称ＪＩＳＥ４２０７）；ＪＩＳＥ４２０８—２００４《铁路车辆—转向架—载荷试验方法》（以下称ＪＩＳＥ４２０８）。
ＵＩＣ５１５—４、ＵＩＣ６１５—４均是单一叙述转向架构架静强度和疲劳强度试验的标准，其中，ＵＩＣ５１５—４针对无动力转向架，而ＵＩＣ６１５—４针对有动力的机车和动车转向架。